Apa analisis penyebab dan solusi untuk nitrogen amonia yang melebihi standar?

Nitrogen adalah nutrisi utama yang menyebabkan eutrofikasi badan air, polusi sumber nitrogen menyebabkan banyak masalah berbahaya bagi lingkungan, kandungan standar emisi yang relevan dan indikator numerik terus meningkat.
Mekanisme penghilangan nitrogen

Penghilangan nitrogen tidak dihilangkan dengan penghilangan penyerapan berlebihan seluler, mekanisme utamanya adalah:
1. Partikulat nitrogen organik yang tidak dapat terurai secara hayati menjadi komponen lumpur aktif melalui bioflokulasi dan dikeluarkan dari sistem dengan mengeluarkan sisa lumpur aktif;
2. Nitrogen organik yang dapat terurai secara hayati partikulat diubah menjadi nitrogen organik yang dapat terurai secara hayati melalui hidrolisis. Nitrogen organik non-biodegradable terlarut, yang dibuang bersama limbah yang diolah, menentukan konsentrasi nitrogen organik limbah;
3. Nitrogen organik yang dapat terurai secara hayati diubah menjadi nitrogen amonia melalui amonifikasi bakteri heterotrofik, di mana urea dapat dihidrolisis dengan cepat menjadi amonium karbonat. Bakteri nitrifikasi mengoksidasi nitrogen amonia menjadi nitrogen nitrat dalam kondisi aerobik, dan bakteri denitrifikasi secara heterotrofik mereduksi nitrat menjadi nitrogen gas dalam kondisi anoksik, yang dikeluarkan dari air.
Karena denitrifikasi area anoksik membutuhkan sumber karbon dalam jumlah besar, maka area anoksik umum ditempatkan di ujung depan pengolahan biologis (ujung asupan), tetapi air asupan sebagian besar nitrogen amonia, lebih sedikit nitrogen nitrat, tidak dapat di denitrifikasi, sehingga perlu dilakukan refluks internal.
Konsentrasi nitrogen total dalam efluen tangki biokimia dan refluks internal adalah sama, oleh karena itu, bahkan dalam keadaan teoritis, tingkat penghilangan nitrogen maksimum hanya dapat mencapai (r + R) / (1 + r + R), di mana, r adalah rasio refluks internal, R adalah rasio refluks lumpur.
Proses penghilangan biokimia nitrogen

Proses penghilangan biokimia nitrogen terutama mengandung proses amonifikasi, proses nitrifikasi, proses denitrifikasi, yang mana proses denitrifikasi mengandung seluruh proses denitrifikasi dan denitrifikasi jarak pendek, siklus generasi bakteri nitrifikasi 5 ~ 8 hari, siklus generasi bakteri denitrifikasi sekitar 15 hari.
1. Proses amonifikasi:
Proses amonifikasi adalah penguraian senyawa nitrogen organik oleh mikroba untuk menghasilkan amonia, secara umum dapat dibagi menjadi dua langkah. Langkah pertama adalah degradasi senyawa organik bernitrogen (protein, asam nukleat, dll.) menjadi senyawa bernitrogen sederhana seperti peptida, asam amino, gula amino, dll. Langkah kedua adalah degradasi senyawa nitrogen sederhana yang dihasilkan dalam proses deaminasi menjadi NH₃.
2. Proses nitrifikasi:
Prinsip proses reaksi nitrifikasi adalah: di bawah kondisi aerobik, amonia dan nitrogen dioksidasi oleh bakteri nitrifikasi menjadi nitrit dan nitrat.
Termasuk dua langkah reaksi dasar: bakteri nitrit yang terlibat dalam konversi nitrogen amonia menjadi reaksi nitrit; bakteri nitrat yang terlibat dalam konversi nitrit menjadi reaksi nitrat.
3. Proses denitrifikasi:
Prinsip proses reaksi denitrifikasi adalah: dalam kondisi anoksik, penggunaan bakteri denitrifikasi akan mereduksi nitrit dan nitrat menjadi nitrogen dan keluar dari limbah, sehingga dapat mencapai tujuan pembuangan nitrogen.
Denitrifikasi adalah proses reaksi nitrifikasi nitrat dan nitrit yang direduksi menjadi nitrogen, bakteri denitrifikasi adalah kelas mikroorganisme anoksik partenogenetik heterotrofik energi kimia. Bakteri nitrit dan bakteri nitrat adalah autotrof kemoenergetik, yang menggunakan CO₂, CO₃²ˉ, HCO₃-, dll., Sebagai sumber karbon, dan memperoleh energi melalui reaksi redoks NH₃, NH⁴﹢, atau NO²ˉ. Proses reaksi nitrifikasi perlu dilakukan dalam kondisi aerobik dan menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron dan unsur nitrogen sebagai donor elektron.
Ketika ada oksigen molekuler, bakteri denitrifikasi dekomposisi oksidatif bahan organik, penggunaan oksigen molekuler sebagai akseptor elektron akhir, ketika tidak ada oksigen molekuler, bakteri denitrifikasi menggunakan nitrat dan nitrit dalam N ³ ﹢ dan N ⁵ ﹢ sebagai akseptor elektron, bahan organik digunakan sebagai sumber karbon untuk menyediakan donor elektron untuk menyediakan energi dan stabilisasi oksidatif, yang dapat dilihat bahwa reaksi denitrifikasi harus dilakukan dalam kondisi anoksik. Ini berarti bahwa denitrifikasi harus dilakukan dalam kondisi anoksik.
Selama denitrifikasi, bakteri denitrifikasi membutuhkan sumber karbon organik (misalnya, karbohidrat, alkohol, asam organik) sebagai donor elektron dan menggunakan nitrogen dalam NO³ˉ untuk respirasi anoksik. Reaksi nitrifikasi mengkonsumsi 4,57 g oksigen dan 7,14 g alkalinitas per 1 g nitrogen amonia yang teroksidasi, yang dimanifestasikan sebagai penurunan pH. Selama denitrifikasi, penghilangan nitrogen nitrat disertai dengan penghilangan sumber karbon, yang didiskon menjadi DO2,6g, dan sebagai tambahan, proses denitrifikasi mengkompensasi alkalinitas 3,57g.
Gambar seluruh proses denitrifikasi dan diagram prinsip biokimia denitrifikasi yang singkat

Nitrogen amonia melebihi alasan dan solusi standar

1. Konsentrasi bahan organik yang tinggi
Alasan analisis: operasi dan manajemen tidak ada, efek pretreatment yang buruk, SS lebih banyak, sehingga konsentrasi bahan organik dalam air umpan biokimiawi pengolahan air limbah terlalu tinggi, yang telah melebihi kapasitas pengolahan biokimiawi, sehingga menyebabkan pembuangan COD dan nitrogen amonia tidak efisien.COD yang tinggi akan menghambat aktivitas bakteri nitrifikasi dan membantu aktivitas bakteri anaerob, yang akan menyebabkan hidrolisis nitrogen organik menjadi amonia, yang akan menyebabkan kandungan nitrogen amonia air limbah menjadi lebih tinggi. lebih tinggi.
Solusi: segera hentikan asupan air untuk aerasi yang direnungkan, refluks internal dan eksternal terus menerus; hentikan pembuangan lumpur untuk memastikan konsentrasi lumpur; jika bahan organik telah menyebabkan ekspansi bakteri berserabut dapat ditambahkan PAC untuk meningkatkan flokulasi lumpur, tambahkan penghilang busa untuk menghilangkan dampak busa. Tindak lanjut untuk meningkatkan tingkat manajemen, melakukan pekerjaan yang baik dari pretreatment front-end, mengurangi beban biokimia.
2. Kelainan refluks internal
Alasan analisis: refluks internal yang tidak normal karena kerusakan listrik, kerusakan mekanis, atau karena ulah manusia. Refluks internal yang disebabkan oleh nitrogen amonia melebihi standar juga dapat dikaitkan dengan dampak bahan organik, karena tidak ada refluks cairan nitrifikasi, menghasilkan kolam aerobik hanya sejumlah kecil nitrogen nitrat yang dibawa oleh refluks eksternal, lingkungan anaerobik secara keseluruhan, sumber karbon hanya akan dihidrolisis dan diasamkan dan tidak akan dimetabolisme menjadi karbon dioksida yang keluar, sehingga sejumlah besar bahan organik masuk ke dalam tangki aerasi, yang mengakibatkan peningkatan nitrogen amonia.
Solusi: refluks internal telah menyebabkan peningkatan nitrogen amonia, merombak pompa refluks internal, menghentikan atau mengurangi asupan air untuk aerasi yang direnungkan; sistem nitrifikasi telah runtuh, hentikan asupan air untuk aerasi yang direnungkan, jika ada kondisi, situasinya lebih mendesak dapat ditambahkan ke lumpur biokimia sistem denitrifikasi yang serupa, untuk mempercepat pemulihan sistem. Tindak lanjut secara teratur memeriksa pompa balik, deteksi tepat waktu dan penyelesaian masalah.
3. pH terlalu rendah
Analisis alasannya: mikroorganisme secara umum harus berada pada kisaran pH = 6-9 lebih tepat, umumnya pH rendah yang disebabkan oleh nitrogen amonia melebihi standar ada tiga kasus:
a. Di dalam refluks terlalu besar atau di dalam refluks pada aerasi terbuka terlalu besar, mengakibatkan terbawanya sejumlah besar oksigen ke dalam kolam anoksik, rusaknya lingkungan anoksik, metabolisme aerobik bakteri denitrifikasi, sebagian bahan organik dimetabolisme secara aerobik, yang secara serius mempengaruhi kesempurnaan denitrifikasi, karena denitrifikasi dapat dikompensasikan dengan metabolisme reaksi nitrifikasi dari alkalinitas setengahnya, jadi karena kerusakan lingkungan anoksik menyebabkan penurunan alkalinitas yang dihasilkan oleh penurunan pH di bawah pH yang sesuai dari bakteri nitrifikasi. Setelah pH reaksi nitrifikasi dihambat, nitrogen amonia meningkat.
b. Rasio CN air masuk tidak mencukupi, alasannya juga denitrifikasi tidak sempurna, alkalinitas yang dihasilkan lebih sedikit, sehingga terjadi penurunan pH.
c. pH menurun secara terus menerus karena penurunan alkalinitas air umpan.
Solusi: menemukan bahwa penurunan pH terus menerus harus mulai menambahkan alkali untuk mempertahankan pH, dan kemudian menganalisis untuk menemukan penyebabnya; jika pH terlalu rendah telah menyebabkan runtuhnya sistem, pertama-tama, untuk menambahkan pH sistem, dan kemudian melakukan aerasi yang membosankan atau menambahkan jenis lumpur yang sama.
4. DO terlalu rendah
Analisis alasan: penuaan aerator dan aerasi terputus-putus dapat dengan mudah menyebabkan penyumbatan aerator, oksigenasi aerasi kolam renang dan pencampuran tersumbat, sedangkan reaksi nitrifikasi adalah metabolisme aerobik, perlu memastikan bahwa kolam aerasi oksigen terlarut lingkungan yang sesuai (kolam anoksik DO = 0,2 ~ 0,5mg / L, kolam aerobik DO ≥ 2mg / L) dapat dilakukan secara normal, dan DO yang terlalu rendah akan menyebabkan nitrifikasi terhambat, nitrogen amonia melebihi standar.
Solusi: ganti kepala aerasi; tingkatkan daya konversi frekuensi kipas, tingkatkan volume udara.
5. Usia lumpur terlalu rendah
Analisis alasan: terlalu banyak pembuangan lumpur dan refluks lumpur yang terlalu sedikit akan menyebabkan pengurangan usia lumpur, karena bakteri memiliki periode generasi, SRT lebih rendah dari periode generasi, hal ini akan menyebabkan bakteri tidak dapat berkumpul di dalam sistem, pembentukan strain yang dominan, sehingga metabolit yang sesuai tidak dapat dihilangkan. Umumnya usia lumpur adalah 3-4 kali dari periode generasi bakteri. Dalam multi-seri, pengembalian lumpur tidak seimbang, dan perbedaan antara pengembalian lumpur dari setiap seri terlalu besar, yang mengarah pada peningkatan nitrogen amonia dalam seri dengan pengembalian lumpur yang lebih sedikit.
Solusi: kurangi asupan air atau aerasi teredam; tambahkan jenis lumpur yang sama; jika masalahnya disebabkan oleh refluks lumpur yang tidak seimbang, kurangi rangkaian masalah asupan air atau aerasi teredam, untuk memastikan bahwa rangkaian operasi normal akan menjadi bagian dari refluks lumpur ke rangkaian masalah, setiap rangkaian alat pengukur aliran diatur untuk memfasilitasi pengamatan.
6. Dampak fluktuasi kualitas air
Analisis alasan: fluktuasi kualitas dan kuantitas air, pengaturan perawatan kolam renang tidak dilakukan, mengakibatkan kenaikan amonia nitrogen air secara tiba-tiba, sistem pembuangan nitrogen runtuh, amonia nitrogen air melebihi standar.
Solusi: Pastikan pH casing, tambahkan jenis lumpur yang sama, sistem pemulihan aerasi yang membosankan; akhir proses untuk menambahkan dosis penghilang nitrogen amonia dan perangkat reaksi untuk manajemen darurat.
7. Suhu rendah
Analisis alasan: suhu air musim dingin sangat rendah, terutama perbedaan suhu antara siang dan malam, seringkali lebih rendah dari suhu yang dibutuhkan untuk metabolisme bakteri, membuat bakteri tidak aktif, sistem nitrifikasi tidak normal.
Solusi: buat kolam terkubur pada tahap desain; tingkatkan konsentrasi lumpur terlebih dahulu; panaskan air influen ke suhu yang sesuai (suhu optimal reaksi nitrifikasi umumnya 20-30 ℃, laju reaksi nitrifikasi menurun di bawah 15 ℃, dan berhenti di bawah 5 ℃; suhu optimal denitrifikasi adalah 20-40 ℃, dan aktivitas bakteri denitrifikasi menurun di bawah 15 ℃; suhu optimal bakteri aerobik umum umumnya 15-30 ℃).
8. Masalah pemilihan proses
Analisis alasan: proses denitrifikasi yang dipilih adalah tangki aerasi sederhana, oksidasi kontak, SBR dan sebagainya proses ini, pada kenyataannya, untuk memastikan bahwa HRT (waktu retensi hidraulik) dan SRT (usia lumpur) cukup lama, proses ini dapat menghilangkan nitrogen amonia, tetapi tidak ekonomis.
Solusi: Memperpanjang HRT dan SRT, seperti mengubahnya menjadi MBR untuk meningkatkan usia lumpur, dll.; menambah tangki denitrifikasi di depan.